JP2011149474A - 多方切換弁及びそれを用いたヒートポンプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高温高圧の冷媒から低温低圧の冷媒への熱伝導を可及的に抑制することができ、熱効率の向上等を効果的に図ることのできる多方切換弁を提供する。
【解決手段】弁ハウジング２０に、弁室２１、及び高温冷媒導入導出ポートが設けられ、弁体３０を回動させることによって、弁体内通路３５及び弁室２１を介して第１冷媒入出ポート１２及び第２冷媒入出ポート１３のいずれかと高温冷媒導入ポート１１及び低温冷媒導出ポートのいずれかとを選択的に連通させることにより、流路の切り換えを行うようにされた多方切換弁１０において、弁体内通路３５、弁室２１、高温冷媒導入ポート１１、低温冷媒導出ポート、第１冷媒入出ポート１２、及び第２冷媒入出ポートのうちの幾つかないし全部に、それぞれその内面を覆う熱伝導率の低い樹脂製の断熱部材５２、５３を配設する。
【選択図】図１

Description

本発明は、回路内を高温高圧の冷媒と低温低圧の冷媒が同時に流される冷凍サイクルにおいて流路切換弁として用いるのに好適な四方切換弁等の多方切換弁に係り、特に、高温高圧の冷媒から低温低圧の冷媒への熱伝導を抑えて、熱効率（冷凍能力）の向上等を図ることのできる多方切換弁に関する。

一般に、空気調和機、冷凍機等に用いられる冷凍サイクル（ヒートポンプ装置）は、圧縮機、気液分離器、凝縮器、蒸発器、及び膨張弁等に加えて、流路（流れ方向）切換手段としての四方切換弁を備えている（例えば、特許文献１参照）。

この四方切換弁を備えた冷凍サイクルの一例を図６、図７を参照しながら説明する。図示例の冷凍サイクル３００は、空気調和機のもので、運転モード（冷房運転と暖房運転）の切り換えを四方切換弁３２０で行うようになっている。すなわち、圧縮機３１０、気液分離器３１２、凝縮器（室外熱交換器）３１４、蒸発器（室内熱交換器）３１６、及び膨張弁３１８を備え、前記の圧縮機３１０、気液分離器３１２、凝縮器３１４、及び蒸発器３１６の四者の間に、第１〜第４の４つのポート（入出口）ａ、ｂ、ｃ、ｄ（図６参照）を有する四方切換弁３２０が配在されている。

前記各機器類間は導管（パイプ）等で形成される流路で接続されている。具体的には、気液分離器３１２内の冷媒を圧縮機３１０に導く吸入流路３２１、圧縮機３１０から吐出された高圧冷媒を四方切換弁３２０の第１ポートａに導く吐出流路３２２、四方切換弁３２０の第２ポートｂと凝縮器３１４の第１流通口３１４ａとを接続する凝縮器側送り戻し流路３２３、四方切換弁２０の第３ポートｃと蒸発器３１６の第１流通口３１６ａとを接続する蒸発器側送り戻し流路３２４、四方切換弁３２０の第４ポートｄと気液分離器３１２の戻し口３１２ａとを接続する戻し流路３２５、凝縮器３１４の第２流通口３１４ｂと膨張弁３１８とを接続する流路３２６と、及び、膨張弁３１８と蒸発器３１６の第２流通口３１６ｂとを接続する流路３２７が設けられている。

このような構成の冷凍サイクル３００においては、冷房運転モードが選択されたときには、四方切換弁３２０が、図７（Ａ）に示される如くに、吐出流路３２２と凝縮器側送り戻し流路３２３とを連通させるとともに、蒸発器側送り戻し流路３２４と戻し流路３２５とを連通させる状態に切り換えられる。このときには、図６において実線矢印で示される如くに、気液分離器３１２内の低圧冷媒が吸入流路３２１を介して圧縮機３１０に吸入されるとともに、圧縮機３１０の吐出口３１０ａから高温高圧の冷媒が吐出流路３２２、四方切換弁３２０、及び凝縮器側送り戻し流路３２３を介して凝縮器３１４に導かれ、凝縮器３１４において室外空気と熱交換して凝縮し、高圧の二相冷媒となって流路３２６を介して膨張弁３１８に導入される。この膨張弁３１８により高圧の冷媒が減圧され、減圧された低圧の冷媒は、流路３２７を介して蒸発器３１６に導入され、ここで室内空気と熱交換（冷房）して蒸発し、蒸発器３１６からは低温低圧の冷媒が蒸発器側送り戻し流路３２４、四方切換弁３２０、及び戻し流路３２５を介して気液分離器３１２に戻される。

それに対し、暖房運転モードが選択されたときには、四方切換弁３２０が、図７（Ｂ）に示される如くに、吐出流路３２２と蒸発器側送り戻し流路３２４とを連通させるとともに、凝縮器側送り戻し流路３２３と戻し流路３２５とを連通させる状態に切り換えられる。このときには、図６において破線矢印で示される如くに、気液分離器３１２内の冷媒が吸入流路３２１を介して圧縮機３１０に吸入されるとともに、圧縮機３１０の吐出口３１０ａから高温高圧の冷媒が吐出流路３２２、四方切換弁３２０、及び蒸発器側送り戻し流路３２４を介して蒸発器３１６に導かれ、蒸発器３１６において室内空気と熱交換（暖房）して蒸発し、高圧の二相冷媒となって流路３２７を介して膨張弁３１８に導入される。この膨張弁３１８により高圧の冷媒が減圧され、減圧された低圧の冷媒は、流路３２６を介して凝縮器３１４に導入され、ここで室外空気と熱交換して凝縮し、凝縮器３１４からは低温低圧の冷媒が凝縮器側送り戻し流路３２３、四方切換弁３２０、及び戻し流路３２５を介して気液分離器３１２に戻される。

上記した如くの冷凍サイクル（ヒートポンプ装置）に組み込まれるロータリ式の四方切換弁として、下記特許文献２等に所載のように、内部に冷媒通路が設けられた弁体と、該弁体を回動可能に保持する弁ハウジングと、前記弁体を回動させるための流路切換用アクチュエータとを備え、前記弁ハウジングに、弁室、高温冷媒導入ポート、低温冷媒導出ポート、第１冷媒入出ポート、及び第２冷媒入出ポートが設けられ、前記弁体を回動させることによって、前記弁体内通路及び弁室を介して前記第１冷媒入出ポート及び第２冷媒入出ポートのいずれかと前記高温冷媒導入ポート及び低温冷媒導出ポートのいずれかとを選択的に連通させることにより、流路の切り換えを行うようになっているもの等が知られている。

特開２００２−２２１３７５号公報 特開２００１−２９５９５１号公報

前記した如くの冷凍サイクルにおいては、回路内を同時に流される高温高圧の冷媒と低温低圧の冷媒との温度差を大きくすればするほど、その熱効率（冷凍能力）を高めることができるが、四方切換弁内で高温高圧の冷媒と低温低圧の冷媒とが近接して流動するため、高温高圧の冷媒から低温低圧の冷媒への熱伝導量（伝熱量）が大きくなり、無視できない熱損失が発生し、熱効率が低下してしまうという問題がある。

かかる問題を解消すべく、従来、例えば前記特許文献１には、スライド式の四方切換弁において、高温高圧の冷媒が流される部分と低温低圧の冷媒が流される部分との間（弁シート部）に熱遮断用スリット溝を設けることが記載されている。しかしながら、このように弁シート部に熱遮断用スリット溝を設けたものでは、熱伝導抑制効果が不十分（弁体や弁ハウジング等を介して熱が相当量伝導してしまう）であり、また、熱遮断用スリット溝の成形加工等に多大な手間と時間がかかり、製造コストが高くなる嫌いがあった。

また、この種の多方切換弁では、軽量化を図るため、弁ハウジング等の構成部品の材料にアルミニウムを使用したいとの要望があるが、アルミニウムは熱伝導率が高いので、弁ハウジング等の材料にアルミニウムを採用した場合には、軽量化は図られるものの、熱効率の更なる低下が懸念される。

また、当該多方切換弁の各ポートに連結される接続導管がアルミニウム製である場合、弁ハウジング等が真ちゅう製であるとその接続部において腐食を招くおそれがあるので、弁ハウジング等の材料にアルミニウムを使用したいとの要望があるが、この場合も上記と同様に、弁ハウジング等の材料にアルミニウムを採用した場合には、腐食は防げるものの、熱効率の更なる低下が懸念される。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、弁ハウジング等の材料にアルミニウムが使用されている場合であっても、高温高圧の冷媒から低温低圧の冷媒への熱伝導を可及的に抑制することができ、製造コストの上昇を抑えたもとで、冷凍サイクルにおける熱効率の向上等を効果的に図ることのできる多方切換弁を提供することにある。

前記目的を達成すべく、本発明に係る多方切換弁は、弁室、並びに該弁室に連なる低温冷媒導出ポート、高温冷媒導入ポート、及び複数個の冷媒入出ポートが設けられた弁ハウジングと、前記高温冷媒導入ポートからの冷媒を前記複数個の冷媒入出ポートに選択的に導くべく、前記弁室内に回動自在もしくはスライド自在に配在された弁体と、該弁体を回動もしくはスライドさせるためのアクチュエータとを備え、高温冷媒から低温冷媒への熱伝導を抑制すべく、前記弁ハウジング内の要所に断熱部材が配設されていることを特徴としている。

より好ましくは、内部に冷媒を流す通路が設けられた弁体と、該弁体を回動可能に保持する弁ハウジングと、前記弁体を回動させるためのアクチュエータとを備え、前記弁ハウジングに、弁室、高温冷媒導入ポート、低温冷媒導出ポート、第１冷媒入出ポート、及び第２冷媒入出ポートが設けられ、前記弁体を回動させることによって、前記弁体内通路及び弁室を介して前記第１冷媒入出ポート及び第２冷媒入出ポートのいずれかと前記高温冷媒導入ポート及び低温冷媒導出ポートのいずれかとを選択的に連通させることにより、流路の切り換えを行うようにされた多方切換弁において、前記弁体内通路、弁室、高温冷媒導入ポート、低温冷媒導出ポート、第１冷媒入出ポート、及び第２冷媒入出ポートのうちの少なくとも一つの内面を覆うように断熱部材が配設されていることを特徴としている。

前記弁ハウジングは、好ましくは、前記低温冷媒導出ポート及び冷媒入出ポートが設けられた上側分割体と前記高温冷媒導入ポートが設けられた下側分割体とからなり、該上側分割体と下側分割体とで前記弁室が画成されるとともに、該弁室の天井部に、前記断熱部材を兼ねる、前記複数個の冷媒入出ポートにそれぞれ連なる複数個の弁口が形成された弁シート部材が配設される。

好ましい態様では、前記弁室に、その内周面及び底面を覆うように、有底筒状の断熱部材が配設される。

他の好ましい態様では、前記冷媒入出ポートに、筒状の断熱部材が配設される。

他の好ましい態様では、前記冷媒入出ポートは、前記弁シート部材の弁口に連なる縦穴と横穴とからなる断面逆Ｌ形状に形成され、該冷媒入出ポートに、前記横穴の内面を覆いかつ前記縦穴を塞がないように挿通口が形成された有底筒状の断熱部材が配設される。

前記断熱部材を兼ねる弁シート部材には、前記弁口から上方に突出してその上端部が前記冷媒入出ポートに配設された断熱部材の前記挿通口に挿入される筒状突出部が一体に設けられる。

他の好ましい態様では、前記弁体内通路に、少なくとも前記高温冷媒導入ポート側の内周面を覆うように、筒状の断熱部材が配設される。

前記断熱部材は、好ましくは、圧入、ねじ止め、接着等の手法により固定される。

前記弁ハウジングは、好ましくは、アルミニウム製とされる。

前記断熱部材の材料として、好ましくは、樹脂材料もしくはアルミニウムより熱伝導率の低いステンレス等の金属材料が用いられる。

前記弁体は、好ましくは、少なくともその弁体内通路の一部が樹脂材料もしくはアルミニウムより熱伝導率の低いステンレス等の金属材料で作製される。

他の好ましい態様では、前記弁ハウジングの上側分割体と下側分割体との間に、断熱部材が介装される。

他の好ましい態様では、高温冷媒から低温冷媒への熱伝導を抑制すべく、前記弁ハウジングに設けられた少なくとも一つのポートと該ポートに隣接するポートとの間に、外面から内方に向かって切れ込む断熱用スリット溝が形成される。

他の好ましい態様では、前記弁ハウジングの基体部における前記高温冷媒導入ポートの入口側端部外周に、当該多方切換弁の取付固定用雌ねじ部が形成された弁取付固定部が設けられるとともに、該弁取付固定部における前記雌ねじ部のねじ切端と前記弁ハウジングの基体部との間に、高温冷媒から低温冷媒への熱伝導を抑制すべく、外面から内方に向かって切れ込む断熱用スリット溝が形成される。

他の好ましい態様では、前記アクチュエータと前記弁体との間に遊星歯車式減速機構が介装される。

他の好ましい態様では、前記弁ハウジングに設けられた少なくとも一つのポートの外端部に、当該ポートに連結される接続導管との間の熱伝導を抑制すべく、断熱部材が配設される。

一方、本発明に係るヒートポンプ装置は、上記多方切換弁を用いたもので、前記弁ハウジングに設けられた少なくとも一つのポートと該ポートに連結される接続導管との間に、断熱部材が介装されていることを特徴としている。

本発明に係る多方切換弁の好ましい態様では、弁室、冷媒入出ポート、低温冷媒導出ポート、弁体内通路、及び高温冷媒導入ポートのうちの幾つかないし全部に、それぞれその内面を覆う（形成する）ように断熱部材が配設されるので、弁ハウジングの材料にアルミニウムが使用されている場合であっても、高温高圧の冷媒から低温低圧の冷媒への熱伝導を効果的に抑制することができ、冷凍サイクルにおける熱効率の向上等を図ることができる。

加えて、断熱部材は、シンプルな形状（円筒状等）にすることができ、また、その材料に樹脂を使用することで、比較的容易に量産可能となるので、製造コストを低く抑えることができる。

本発明に係る多方切換弁の一実施例を示す、図３のＸーＸ矢視線に従う部分切欠断面図。 本発明に係る多方切換弁の一実施例を示す、図４のＹーＹ矢視線に従う縦断面図。 本発明に係る多方切換弁の一実施例を示す右側面図。 本発明に係る多方切換弁の一実施例を示す前面図。 本発明に係る多方切換弁の一実施例を示す平面図。 四方切換弁が用いられた冷凍サイクルの一例を示す図。 図５に示される四方切換弁の動作説明に供される図。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
図１、図２は、それぞれ本発明に係る多方切換弁の一実施例を示し、図１は、右側面を示す図３のＸーＸ矢視線に従う部分切欠断面図、図２は、前面を示す図４のＹーＹ矢視線に従う断面図である。

本実施例の多方切換弁１０は、高温冷媒導入ポート１１、第１冷媒入出ポート１２、第２冷媒入出ポート１３、及び低温冷媒導出ポート１４を有する、ヒートポンプ装置に用いられるロータリー式の四方切換弁であり、後で詳述するように、高温冷媒から低温冷媒への熱伝導を抑制すべく、要所には断熱部材が配設されている。

図示の多方切換弁１０は、キャン１８の内周側に配在されたロータ１６とキャン１８の外周に外嵌固定されたステータ１７とからなる流路切換用アクチュエータとしてのステッピングモータ１５と、該ステッピングモータ１５により回動せしめられる弁体３０と、この弁体３０を回動可能に保持する弁ハウジング２０と、を備えている。

前記ロータ１６と弁体３０との間（モータ１５内）には遊星歯車式減速機構４０が介装されており、ロータ１６の回転は上記減速機構４０により相当減速されて弁体３０に伝達されるようになっている。なお、遊星歯車式減速機構４０の詳細構成は、必要なら、例えば、本出願人による特開２００８−１０１７６５号公報等を参照されたい。

弁ハウジング２０は、３本のボルト２４により樹脂製の環状断熱板５７（後述）を挟んで気密的に締結された上側箱状体（上側分割体）２０Ａと下側蓋状体（下側分割体）２０Ｂとからなり、これら上側箱状体２０Ａと下側蓋状体２０Ｂとで円筒状の弁室２１が画成されている。

上側箱状体２０Ａは、概略凸状の上側基体部２０ａと該上側基体部２０ａの下面外周部から下側に突出する主として弁室２１の周壁部を画成する円筒状壁部２０ｂとからなり、上側基体部２０ａの左右には、横穴と縦穴とからなる断面逆Ｌ形状の第１冷媒入出ポート１２と第２冷媒入出ポート１３とが設けられ、また、円筒状壁部２０ｂの上部の前面側には、前記弁室２１に連なる低温冷媒導出ポート１４が設けられている。

一方、下側蓋状体２０Ｂは、上記円筒状壁部２０ｂの下端部が外嵌される段付き厚板状の下側基体部２０ｃと、該下側基体部２０ｃの上面中央に上向きに突設された円筒状突壁部２０ｄと、下側基体部２０ｃの下面中央に下向きに突設された弁取付固定部（兼高温冷媒入口形成部）２０ｅとからなり、該下側蓋状体２０Ｂには、その中央（回転軸線Ｏ上）を貫通して前記弁室２１に開口する高温冷媒導入ポート１１が設けられている。なお、軽量化等を図るため、弁ハウジング２０（上側箱状体２０Ａと下側蓋状体２０Ｂ）の材料にはアルミニウムが使用されている。

前記弁室２１の天井部２１ａには、第１冷媒入出ポート１２と第２冷媒入出ポート１３にそれぞれ連なる第１弁口２６と第２弁口２７が形成された、断熱部材を兼ねる弁シート部材２５が配設（ねじ止め）されている。なお、断熱部材としての弁シート部材２５は、後で説明する。

前記弁体３０は、上から順に、モータ１５内の遊星歯車式減速機構４０の出力軸４５に一体回転可能に連結された小径軸部３１、上側箱状体２０Ａに形成された中央孔２８及び弁シート部材２５の中央に形成された開口２９に挿通せしめられた中央軸部３２、及び高温冷媒導入ポート１１内に挿入された大径円筒軸部３３を有するステンレス（ＳＵＳ）製の弁軸部材３０Ａと、該弁軸部材３０Ａの、前記弁室６１内に位置する中央軸部３２の下端部から大径円筒軸部３３の中央肉厚部３３ａ上端に至る段付き部分に圧入もしくはインサート成形等により外嵌固定された、樹脂（ＰＰＳ）製の軸外部材３０Ｂとからなっている。

前記弁軸部材３０Ａは、その中央軸部３２と大径円筒軸部３３の下端部がそれぞれスリーブ状の軸受部材４６、４７により摺動回転自在に支持されている。また、大径円筒軸部３３における中央肉厚部３３ａの下部円錐面部と高温冷媒導入ポート１１の内周面との間には、テフロン製のリップシール４８が介装されている。なお、前記軸受部材４６、４７としては、摩擦係数が小さく、耐摩耗性にも優れる、例えばステンレス鋼管の内周面にテフロンを含浸被覆させたものが使用されている。

前記軸外部材３０Ｂは、弁軸部材３０Ａから一側方に大きく突出する横突出部３４を有し、前記大径円筒軸部３３及び前記横突出部３４内には、高温冷媒導入ポート１１からの冷媒を第１冷媒入出ポート１２及び第２冷媒入出ポート１３に選択的に導くための逆Ｌ形ないしクランク状の弁体内通路３５が設けられている。弁体内通路３５は、高温冷媒導入ポート１１側の円筒軸部内通路３５ａと、弁シート部材２５側の横突出部内通路３５ｂと、それらの通路３５ａ‐３５ｂ間を連通させるように、大径円筒軸部３３の上端部付近と横突出部３４とに設けられた連通路３５ｃとからなっている。

前記弁体内通路３５の出口側端部には、弁シート部材２５に気密的に圧接するように、シール材としてのＯリング３７と角形リング３８とが装着されている。Ｏリング３７は、弁体内通路３５を流れる高圧冷媒により半径方向外方に押圧されて断面が円形から楕円状に変化するが、このＯリング３７の形状変化を利用して角形リング３８の一端面を弁シート部材２５に押し付けてシール効果を得る構成となっている。

なお、前記下側蓋状体２０Ｂにおける円筒状突壁部２０ｄの外周には、前記弁体内通路３５の出口側端部（角形リング３８）を弁シート部材２５に押し付けるべく、前記弁体３０を上向きに付勢するコイルばね３９が縮装されている。また、冷媒の不所望な漏れが生じないように各部材の対接面間等の要所には、Ｏリング等のシール材が装着されている。

かかる構成を有する多方切換弁（四方切換弁）１０では、弁体３０がモータ１５により回動せしめられて、弁体内通路３５の出口側端部（角形リング３８）が弁シート部材２５の第１弁口２６の真下位置に達すると（図１に示される状態）、高温冷媒導入ポート１１と第１冷媒入出ポート１２とが弁体内通路３５を介して連通し、接続導管７１から高温冷媒導入ポート１１に導入された高温高圧の冷媒は、弁体内通路３５→第１弁口２６→第１冷媒入出ポート１２→接続導管７２へと流れ、一方、接続導管７３から第２冷媒入出ポート１３に導入された低温低圧の冷媒は、第２弁口２７→弁室２１→低温冷媒導出ポート１４→接続導管７４へと流れる。

上記とは逆に、弁体内通路３５の出口側端部（角形リング３８）が弁シート部材２５の第２弁口２７の真下位置に回動せしめられると、高温冷媒導入ポート１１と第２冷媒入出ポート１３とが弁体内通路３５を介して連通し、接続導管７１から高温冷媒導入ポート１１に導入された高温高圧の冷媒は、弁体内通路３５→第２弁口２７→第２冷媒入出ポート１３→接続導管７３へと流れ、一方、接続導管７２から第１冷媒入出ポート１２に導入された低温低圧の冷媒は、第１弁口２６→弁室２１→低温冷媒導出ポート１４→接続導管７４へと流れる。

このように本実施例の多方切換弁１０は、弁体３０を回動させることによって、弁体内通路３５及び弁室２１を介して第１冷媒入出ポート１２及び第２冷媒入出ポート１３のいずれかと高温冷媒導入ポート１１及び低温冷媒導出ポート１４のいずれかとを選択的に連通させることにより、流路の切り換えを行うようになっている。ところが、当該多方切換弁１０内で高温高圧の冷媒と低温低圧の冷媒とが近接して流動するとともに、弁ハウジング２０が熱伝導率の高いアルミニウム製なので、そのままでは高温高圧の冷媒から低温低圧の冷媒への熱伝導量（伝熱量）が大きくなり、熱効率が悪くなるおそれがある。

そこで、本実施例の多方切換弁１０では、弁室２１、冷媒入出ポート１２、１３、低温冷媒導出ポート１４、及び弁体内通路３５（高温冷媒導入ポート１１）に、それぞれ、少なくともその内周面を覆うように断熱部材が配設されている。各断熱部材の材料として、ここでは、金属よりも熱伝導率の低い樹脂材料が用いられているが、それに代えて、アルミニウムより熱伝導率の低いステンレス等の金属材料を用いてもよい。以下、各部に配設された断熱部材について説明する。

（１）弁室２１には、その天井部２１ａを覆うように、断熱部材を兼ねる弁シート部材２５が配設されるとともに、その内周面及び底面を覆うように、前記円筒状突壁部２０ｄの突出高さと略同じ肉厚の底部５１ａと弁室２１の略内周面全体を覆い得る円筒状壁部５１ｂを持つ有底円筒状の断熱部材５１が配設固定されている（例えば下側蓋状体２０Ｂにその底部５１ａがボルト類でねじ止めされている）。この弁室用断熱部材５１の底部５１ａには、下側蓋状体２０Ｂの円筒状突壁部２０ｄ外周側に配在されたコイルばね３９の外径より若干大なる直径の円形開口５１ｃ及び低温冷媒導出ポート１４に対応した開口５１ｄが形成されているが、当該弁室用断熱部材５１、前記断熱部材を兼ねる弁シート部材２５、及び後述する大径円筒軸部３３内に配在された断熱部材５５等により、実質的に弁室２１の略内面全体が断熱材で覆われることになる。これによって、弁ハウジング２０と弁室２１内を流れる低温冷媒との間の熱伝導が抑制される。

（２）逆Ｌ形状の冷媒入出ポート１２、１３に、それを構成する横穴部分の底面（端面）と内周面（接続導管７２、７３が内嵌される外端部分以外）を覆いかつ縦穴部分を塞がないように挿通口５２ａ、５３ａが形成された有底円筒状の断熱部材５２、５３が圧入等により配設固定されている。また、前記断熱部材を兼ねる弁シート部材２５には、弁口２６、２７から上方に突出してその上端部が冷媒入出ポート１２、１３に配設された断熱部材５２、５３の前記挿通口５２ａ、５３ａに挿入されてそれより若干上方に突き出る筒状突出部２６ａ、２７ａが一体に設けられている。これにより、冷媒入出ポート１２、１３の略内面全体（接続導管７２、７３が内嵌される外端部分以外）が断熱材で覆われることになり、弁ハウジング２０と冷媒入出ポート１２、１３を流れる冷媒との間の熱伝導が抑制される。

（３）低温冷媒導出ポート１４に、その内周面（接続導管７４が内嵌される外端部分以外）を覆うように短円筒状の断熱部材５４が圧入等により配設固定されている。これにより、低温冷媒導出ポート１４の略内面全体（接続導管７４が内嵌される部分以外）が断熱材で覆われることになり、弁ハウジング２０と低温冷媒導出ポート１４を流れる冷媒との間の熱伝導が抑制される。

（４）弁体内通路３５のうちの、円筒軸部内通路３５ａの内周面を覆うように円筒状の断熱部材５５が圧入等により配設固定されるとともに、横突出部内通路３５ｂ及び連通路３５ｃが形成されている軸外部材３０Ｂが金属よりも熱伝導率の低い樹脂材料（ＰＰＳ）で作製されている。これにより、弁体内通路３５の略内面全体が断熱材で覆われ（形成され）、同時に、前記断熱部材５５により高温冷媒導入ポート１１の内周面のほとんど（接続導管７１が内嵌される外端付近以外）が断熱材で覆われることになるので、高温冷媒導入ポート１１及び弁体内通路３５を流れる高温の冷媒と弁ハウジング２０及び弁室２１内を流れる低温冷媒との間の熱伝導が抑制される。

以上のように、本実施例の多方切換弁１０においては、弁室２１、冷媒入出ポート１２、１３、低温冷媒導出ポート１４、及び弁体内通路３５（高温冷媒導入ポート１１）に、それぞれその内面を覆う（形成する）ように断熱部材２５、５１、５２、５３、５４、５５及び３０Ｂが配設されるので、弁ハウジング２０の材料にアルミニウムが使用されている場合であっても、高温高圧の冷媒から低温低圧の冷媒への熱伝導を効果的に抑制することができ、冷凍能力（熱効率）の向上等を図ることができる。

また、断熱部材がシンプルな形状（円筒状等）とされるとともに、容易に量産できる樹脂製とされているので、製造コストを低く抑えることができる。

上記（１）〜（４）に加え、本実施例の多方切換弁１０では、次のような断熱手段が講じられている。

（５）弁ハウジング２０の上側箱状体２０Ａと下側蓋状体２０Ｂとの間に、樹脂製の環状断熱板５５が介装されている。これにより、上側箱状体２０Ａと下側蓋状体２０Ｂとの間の熱伝導が抑制される。

（６）弁ハウジング２０の上側箱状体２０Ａにおける、第１冷媒入出ポート１２と第２冷媒入出ポート１３との間に、図２、図４、図５に示される如くに、外面から内方に向かって切れ込む断熱用スリット溝６５、６５（中央部を挟んで前後２箇所）が形成されている。これにより、冷媒入出ポート１２、１３のうちの一方を流れる高温冷媒から他方を流れる低温冷媒への熱伝導が抑制される。

（７）図２に示される如くに、当該多方切換弁２０を、高温冷媒導入ポート１１に連結される接続導管７１に設けられたブラケット７６に、樹脂製断熱板５８（ポート１１外端用の断熱部材６１と一体）を挟んでボルト７７で取付固定するため、弁ハウジング２０の下側基体部２０ｃにおける高温冷媒導入ポート１１の入口側端部外周に、前記ボルト７７が螺合せしめられる雌ねじ部２９が形成された弁取付固定部２０ｅが設けられるとともに、該弁取付固定部２０ｃにおける前記雌ねじ部２９のねじ切端（もしくは底部）と前記下側基体部２０ｃとの間に、外面から内方に向かって切れ込む断熱用スリット溝６７が形成されている。これにより、接続導管７１を流れる高温冷媒から弁ハウジング２０への熱伝導が抑制される。

（８）弁ハウジング２０に設けられた各ポート１１、１２、１３、１４の外端部と該ポートに連結される接続導管７１、７２、７３、７４の円環状段丘端面部との間に、円環状の断熱部材６１、６２、６３、６４が介装されている。これにより、接続導管７１〜７４を流れる冷媒と弁ハウジング２０との間の熱伝導が抑制される。なお、断熱部材６１〜６４は、各ポート１１〜１４の外端部に、予め接着材等により接合固定しておいてもよい。

１０ 多方切換弁（四方切換弁）
１１ 高温冷媒導入ポート
１２ 第１冷媒入出ポート
１３ 第２冷媒入出ポート
１４ 低温冷媒導出ポート
１５ モータ（アクチュエータ）
１６ ロータ
１７ ステータ
２０ 弁ハウジング
２０Ａ 上側箱状体（上側分割体）
２０Ｂ 下側蓋状体（下側分割体）
２１ 弁室
２５ 弁シート部材
２６ 第１弁口
２７ 第２弁口
３０ 弁体
３０Ａ 弁軸部材
３０Ｂ 軸外部材
３５ 弁体内通路
４０ 遊星歯車式減速機構
５１、５２、５３、５４、５５、５７ 断熱部材
６１、６２、６３、６４ 断熱部材
６５ 断熱用スリット溝
７１、７２、７３、７４ 接続導管

Claims (18)

1. 弁室、並びに該弁室に連なる低温冷媒導出ポート、高温冷媒導入ポート、及び複数個の冷媒入出ポートが設けられた弁ハウジングと、前記高温冷媒導入ポートからの冷媒を前記複数個の冷媒入出ポートに選択的に導くべく、前記弁室内に回動自在もしくはスライド自在に配在された弁体と、該弁体を回動もしくはスライドさせるためのアクチュエータとを備えた多方切換弁であって、
   高温冷媒から低温冷媒への熱伝導を抑制すべく、前記弁ハウジング内の要所に断熱部材が配設されていることを特徴とする多方切換弁。
2. 内部に冷媒を流す通路が設けられた弁体と、該弁体を回動可能に保持する弁ハウジングと、前記弁体を回動させるためのアクチュエータとを備え、前記弁ハウジングに、弁室、高温冷媒導入ポート、低温冷媒導出ポート、第１冷媒入出ポート、及び第２冷媒入出ポートが設けられ、前記弁体を回動させることによって、前記弁体内通路及び弁室を介して前記第１冷媒入出ポート及び第２冷媒入出ポートのいずれかと前記高温冷媒導入ポート及び低温冷媒導出ポートのいずれかとを選択的に連通させることにより、流路の切り換えを行うようにされた多方切換弁であって、
   前記弁体内通路、弁室、高温冷媒導入ポート、低温冷媒導出ポート、第１冷媒入出ポート、及び第２冷媒入出ポートのうちの少なくとも一つの内面を覆うように断熱部材が配設されていることを特徴とする多方切換弁。
3. 前記弁ハウジングは、前記低温冷媒導出ポート及び冷媒入出ポートが設けられた上側分割体と前記高温冷媒導入ポートが設けられた下側分割体とからなり、該上側分割体と下側分割体とで前記弁室が画成されるとともに、該弁室の天井部に、前記断熱部材を兼ねる、前記複数個の冷媒入出ポートにそれぞれ連なる複数個の弁口が形成された弁シート部材が配設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の多方切換弁。
4. 前記弁室に、その内周面及び底面を覆うように、有底筒状の断熱部材が配設されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の多方切換弁。
5. 前記冷媒入出ポートに、筒状の断熱部材が配設されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の多方切換弁。
6. 前記冷媒入出ポートは、前記弁シート部材の弁口に連なる縦穴と横穴とからなる断面逆Ｌ形状に形成され、該冷媒入出ポートに、前記横穴の内面を覆いかつ前記縦穴を塞がないように挿通口が形成された有底筒状の断熱部材が配設されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の多方切換弁。
7. 前記断熱部材を兼ねる弁シート部材には、前記弁口から上方に突出してその上端部が前記冷媒入出ポートに配設された断熱部材の前記挿通口に挿入される筒状突出部が一体に設けられていることを特徴とする請求項６に記載の多方切換弁。
8. 前記弁体内通路に、少なくとも前記高温冷媒導入ポート側の内周面を覆うように、筒状の断熱部材が配設されていることを特徴とする請求項２から７のいずれかに記載の多方切換弁。
9. 前記断熱部材は、圧入、ねじ止め、接着等の手法により固定されていることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の多方切換弁。
10. 前記弁ハウジングは、アルミニウム製であることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の多方切換弁。
11. 前記断熱部材の材料として、樹脂材料もしくはアルミニウムより熱伝導率の低いステンレス等の金属材料が用いられていることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の多方切換弁。
12. 前記弁体は、少なくともその弁体内通路の一部が樹脂材料もしくはアルミニウムより熱伝導率の低いステンレス等の金属材料で作製されていることを特徴とする請求項２から１１のいずれかに記載の多方切換弁。
13. 前記弁ハウジングの上側分割体と下側分割体との間に、断熱部材が介装されていることを特徴とする請求項３から１２のいずれかに記載の多方切換弁。
14. 高温冷媒から低温冷媒への熱伝導を抑制すべく、前記弁ハウジングに設けられた少なくとも一つのポートと該ポートに隣接するポートとの間に、外面から内方に向かって切れ込む断熱用スリット溝が形成されていることを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載の多方切換弁。
15. 前記弁ハウジングの基体部における前記高温冷媒導入ポートの入口側端部外周に、当該多方切換弁の取付固定用雌ねじ部が形成された弁取付固定部が設けられるとともに、該弁取付固定部における前記雌ねじ部のねじ切端と前記弁ハウジングの基体部との間に、高温冷媒から低温冷媒への熱伝導を抑制すべく、外面から内方に向かって切れ込む断熱用スリット溝が形成されていることを特徴とする請求項１から１４のいずれかに記載の多方切換弁。
16. 前記アクチュエータと前記弁体との間に遊星歯車式減速機構が介装されていることを特徴とする請求項２から１５のいずれかに記載の多方切換弁。
17. 前記弁ハウジングに設けられた少なくとも一つのポートの外端部に、当該ポートに連結される接続導管との間の熱伝導を抑制すべく、断熱部材が配設されていることを特徴とする請求項１から１６のいずれかに記載の多方切換弁。
18. 請求項１から１６のいずれかに記載の多方切換弁を用いたヒートポンプ装置であって、
    前記弁ハウジングに設けられた少なくとも一つのポートと該ポートに連結される接続導管との間に、断熱部材が介装されていることを特徴とするヒートポンプ装置。

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